ДНК, кодирующая антитела, защитила мышей от малярии

Малярия — это группа инфекционных заболеваний, вызываемых паразитическими простейшими рода Plasmodium. Ежегодно в мире регистрируется более 200 млн случаев малярии и не менее 500 тыс. смертей от этой инфекции. Самым опасным плазмодием считается Plasmodium falciparum, вызывающий наиболее тяжелую форму болезни.

Исследователи во всем мире работают над противомалярийными вакцинами и терапевтическими препаратами, направленными на различные этапы жизненного цикла плазмодия. Так, в 2021 году ВОЗ рекомендовала к широкому использованию первую в мире вакцину от малярии — RTS,S/AS01, но ее эффективность относительно низка. Другая вакцина, PfSPZ-CVac, подававшая надежды в фазе 1 клинических испытаний, провалилась в фазе 2. Недавно ученые из Национального института аллергии и инфекционных заболеваний США опубликовали результаты фазы 1 КИ противомалярийных моноклональных антител нового поколения — в эксперименте с контролируемыми укусами комаров они защитили от инфекции 15 из 17 добровольцев.

В новой работе другая команда из США предлагает использовать для профилактики малярии моноклональные антитела, закодированные в синтетической ДНК (DNA-encoded monoclonal antibodies, DMAb). В основу генетических конструкций легли последовательности, соответствующие человеческим моноклональным антителам CIS43, 317 и L9. CIS43 и L9 были выделены из крови добровольцев, иммунизированных вакциной PfSPZ-CVac, а 317 было получено в эксперименте с контролируемой инфекцией у людей, иммунизированных RTS,S/AS01. Все антитела нацелены на белок CSP, который экспрессируется на поверхности спорозоитов P. falciparum. Именно спорозоиты попадают в организм человека при укусе комара, а блокирование CSP предотвращает заражение.

По задумке ученых, конструкция, кодирующая антитело, вводится внутримышечно, а затем в месте инъекции проводится электропорация. ДНК попадает в клетки и становится основой для экспрессии антитела. Для повышения эффективности экспрессии in vivo ученые закодировали тяжелые и легкие цепи антитела на двух разных плазмидах (такой подход был описан ими ранее). Кроме того, они провели оптимизацию кодонов.

Нормальную экспрессию DMAb сначала подтвердили in vitro, затем провели эксперименты на мышах. Титр антител достигал пика к 21-му дню после введения ДНК; антитела сохранялись в течение 120 дней. Максимальная концентрация была зарегистрирована для антитела 317, она составила 87 мкг/мл. Чтобы оценить защитные свойства DMAb, через 21 день после введения конструктов мышей подвергали контролируемым укусам комаров Anopheles stephensi, инфицированных трансгенными спорозоитами Plasmodium berghei, которые экспрессировали полноразмерный CSP P. falciparum. Через 42 часа после укусов исследовали паразитарную нагрузку в печени, а с 4 по 10 день ежедневно проверяли наличие паразита в крови. Оценивалась эффективность каждого DMAb отдельно, а также их комбинации.

У мышей, получивших DMAb, паразитарная нагрузка в печени была снижена на 88,7% по сравнению с контрольными мышами, не получившими препарат. У большинства иммунизированных мышей не развивалась паразитемия. Лучше всего работали CIS43 и 317. При этом комбинирование DMAb не давало преимуществ по сравнению с отдельными антителами.

По мнению авторов, проведенное исследование демонстрирует высокий потенциал использования DMAb для профилактики малярии. Платформа обеспечивает длительное производство антител в организме, а безопасность внутримышечной электропорации для людей уже подтверждена в клинических исследованиях.